汽车电子硬件设计
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1.4.3 硬件工作内容和重心的转变

一些国有企业有着优良的设计传统,它们秉承踏实和严谨的设计思路,以最基础的分立元器件、独立自主的设计方案完成了复杂的功能。但随着国内外电路集成化、芯片化、模块化和平台化变革大潮的来临,很多的设计思想和知识传承随着旧有的设计理念一起逐渐消逝了。现在在各个行业内推广的是快速的开发周期、多功能的设计要求和多平台的兼容性要求,使得越来越多的设计借助于集成化的芯片解决方案,由芯片提供商来主导整个产品的演进过程。

从整体上看,电路芯片化的过程是半导体革命的胜利。不断涌现出的优秀的电子企业,极大地丰富了电子产品的功能,并不断促使电子产品成本下降,也加速了汽车电子电气化的过程。这使得整个设计越来越简单,也使硬件工程师节省了很多的时间和精力,提高了产品的可靠性。在美国,由芯片厂商和汽车电子供应商构建的联盟正不断提高着双方的竞争力,特别是在汽车性能领域,越来越多的芯片解决方案推动着新模块的涌现。当然以上这些都是明显能看到的好处。

但是从另外一个方面来看,整个电路的设计过程越来越像芯片的堆积和拼装,从这个角度而言硬件工程师的位置显得很尴尬。在国内,公司的注意力都专注于应用、功能、开发周期,而忽略了产品质量和整个方案的校核。模块化和配套化的设计使得硬件设计变得越来越同质化,公司一般着重于软件方面的开发,着重于工业外形设计,着重于用户体验。

从本质而言,不断把分立电路装到硅片里面以丰富芯片,在简化设计的同时也加大了系统设计的难度,因为想要细致地了解芯片内部的结构有时非常困难。在汽车电子高安全性和高可靠性的要求下,需要硬件工程师与芯片供应商就系统设计要求不断沟通和探讨。相对于芯片设计的平台化和通用性,整车企业的客户需求往往都是定制和特殊的,这就需要硬件工程师在仔细分析需求的基础上进行设计,将环境参数、功能参数、诊断需求、保护需求和其他产品需求从客户的规格书中整理出来,完成电路拓扑结构的选择,然后进一步去选择合适的芯片。在大多数开发过程中,都是板级供应商根据需求主导芯片级厂家进行设计,某些汽车电子企业会协同某些芯片厂商定制晶圆后自己封装,然后安装在整个系统中,这是分工明确的开发模式。芯片厂商依靠板级供应商提供的集成芯片的功能需求,设计出比分立元器件可靠性更高的集成芯片;板级厂商根据整车企业的模块需求,以芯片为基础开发更好的系统;整车企业则提供电子化程度更高的汽车产品给最终消费者,并不断吸收终端客户的需求。

因此随着半导体行业的发展,硬件工程师的工作内容和工作重心已经从原有分立电路的功能设计,转向于模块需求的分析、系统策略的制定、质量设计和最终的实验结果分析。面对这样的结果,复合型的知识结构、处理复杂事务的能力和良好的沟通能力变得更为关键。